Kaj je epistaza? (S primeri)



The epistaza, V genetiki je študija interakcije med različnimi geni, ki kodirajo isti značaj. To je manifestacija lastnosti, ki izhaja iz interakcije med genskimi aleli različnih lokusov.

Ko govorimo o razmerjih, ki vzpostavljajo alele istega gena, se nanašamo na alelne odnose. To pomeni, da so aleli istega lokusa ali alelomorfnih alelov. To so znane interakcije popolnega prevladujočega položaja, nepopolne dominacije, kodominance in smrtnosti med aleli istega gena..

V odnosih med aleli različnih lokusov, nasprotno, govorimo o nealelomorfnih alelih. To so tako imenovane genske interakcije, ki so nekako vse epistatične.

Epistaza omogoča analizo, če izražanje enega gena določa izraz drugega. V takem primeru bi bil tak gen epistatičen v drugem; drugi bi bil hipostatičen glede prvega. Analiza epistaze omogoča tudi določitev vrstnega reda genov, ki določajo isti fenotip.

Najenostavnejša epistaza analizira, kako dva različna gena medsebojno vplivata, da dobita isti fenotip. Toda očitno je lahko veliko več genov.

Za analizo preproste epistaze bomo v variacijah temeljili na razmerjih klasičnih dihíbridovih prehodov. To je sprememba razmerja 9: 3: 3: 1 in zase.

Indeks

  • 1 Klasično fenotipsko razmerje 9: 3: 3: 1
  • 2 Odstopanja, ki niso takšna
    • 2.1 Razmerje 9: 3: 3: 1 (dvojna dominantna epistaza)
    • 2.2 Razmerje 15: 1 (podvojeno delovanje gena)
    • 2.3 Razmerje 13: 3 (prevladujoče izbris)
    • 2.4 Razmerje 9: 7 (podvojena recesivna epistaza)
  • 3 Druga epistatična fenotipska razmerja
  • 4 Reference

Klasično fenotipsko razmerje 9: 3: 3: 1

Ta delež izhaja iz kombinacije analize dedovanja dveh različnih znakov. To je produkt kombinacije dveh neodvisnih fenotipskih segregacij (3: 1) X (3: 1)..

Ko je Mendel analiziral, na primer, višino rastline ali barvo semena, je vsak znak ločen od 3 do 1. Če se analizira kot celota, tudi če sta bila dva različna znaka, vsaka je bila ločena od 3 do 1. To pomeni, da so bili razdeljeni neodvisno..

Vendar, ko je Mendel analiziral znake v parih, so prišli do znanih fenotipskih razredov 9, 3, 3 in 1. Toda ti razredi so bili dvomestni zneski. drugačen. In nikoli, noben znak ni vplival na to, kako se je druga manifestirala.

Odstopanja, ki niso takšna

Prejšnja je bila razlaga klasičnega mendelskega deleža. Zato ne gre za epistazo. Epistaziranje proučuje primere dedovanja istega značaja, ki jih določa več genov.

Prejšnji primer ali drugi Mendelov zakon je bil dedovanje dveh različnih znakov. Tisti, ki so razloženi pozneje, so resnični epistatski deleži in vključujejo le nealelomorfne alele.

Razmerje 9: 3: 3: 1 (dvojna dominantna epistaza)

Ta primer najdemo, ko ima isti lik štiri različne fenotipske manifestacije v razmerju 9: 3: 3: 1. Zato ne more biti alelna (monogenska) interakcija, ki bi vodila do pojava štirih različnih krvnih skupin v sistemu ABO..

Vzemite na primer križanje med heterozigotnim posameznikom iz krvne skupine A in heterozigotnim posameznikom iz krvne skupine B. To pomeni, da je križ IAi X IBi. To bi nam omogočilo razmerje 1: 1: 1: 1 posameznikov IAi (Vrsta A), IAIB (Vrsta AB), IBi (Tip B) e ii (Tip O).

Nasprotno, pravi dominantni dvojni epistatski odnos (9: 3: 3: 1) je opazen v obliki grebena petelina. Gre za štiri fenotipske razrede, vendar v razmerju 9: 3: 3: 1.

V njeni odločnosti in manifestaciji sodelujeta dva gena, da jih imenujemo R in P. Ne glede na to, aleli R in P kažejo popolno prevlado nad aleli r in str, v tem zaporedju.

Od križišča RrPp X RrPp lahko dobimo fenotipske razrede 9 R_P_, 3 R_pp, 3 rrP_ in 1 rrpp. Simbol "_" pomeni, da je lahko alel prevladujoč ali recesiven. Povezani fenotip ostaja enak.

Razred 9 R_P_ predstavljajo petelini z orehovimi vrhovi, 3 R_pp z grebeni vrtnice. Petelini z grahovim grebenom bi bili tisti razreda 3 rrP_; tisti iz razreda rrpp imajo preprost greben.

Pri dvojno prevladujoči epistazi vsak razred 3 izhaja iz prevladujočega učinka R ali P. gena 9. Razred 9 predstavlja tisti, v katerem se pojavljata oba dominantna alela R in P. Končno, v razredu 1 rrpp so aleli odsotni. prevladuje oba gena.

Razmerje 15: 1 (podvojeno delovanje gena)

V tem epistatičnem medsebojnem delovanju en gen ne zavira manifestacije drugega. Nasprotno, oba gena kodirata manifestacijo istega značaja, vendar brez dodatnega učinka.

Zato prisotnost vsaj enega dominantnega alela enega od obeh genov iz različnih lokusov omogoča manifestacijo značaja v razredu 15. Odsotnost dominantnih alelov (dvojni recesivni razred) določa fenotip razreda 1.

Produkti genov so vključeni v manifestacijo barve pšeničnih zrn A in / ali B. To pomeni, da lahko katerikoli od teh proizvodov (ali oboje) vodi do biokemične reakcije, ki prekurzor pretvori v pigment.

Edini razred, ki ne proizvaja nobenega od njih, je razred 1 aabb. Zato bodo razredi 9 A_B_, 3 A_bb in 3 aaB_ proizvedli pigmentirana zrna, preostala manjšina pa ne bo.

Razmerje 13: 3 (prevladujoče brisanje)

Tu najdemo primer prevladujočega zatiranja gena (hipostatične) zaradi prisotnosti vsaj enega dominantnega alela drugega (epistatičnega). To pomeni, da formalno gledano, en gen zavira delovanje drugega.

Če govorimo o prevladujočem zatiranju D nad K, bi imeli enak fenotip, povezan z razredi 9 D_K_, 3 D_kk in 1 ddkk. Razred 3 ddK_ bi bil edini, ki bi prikazoval ne izbrisano funkcijo.

Dvojni recesivni razred se doda razredom 9 D_K_ y3 D_kk, ker ne proizvede tistega, kar kodira hiponatski gen K. Ne zato, ker ga potisne D, ki v nobenem primeru ni, ampak zato, ker ne proizvaja K \ t.

Ta delež se včasih imenuje tudi dominantna in recesivna epistaza. Prevladujoča je K nad D / d. Recesivna epistaza bi bila taka dd nad K / K.

Na primer, jagode cvetovi dolgujejo svojo barvo na manifestacijo dveh genov. Gen K ki kodira proizvodnjo pigmenta malvidina in gen D ki kodira zatiranje malvidina.

Samo rastline ddKK o ddKk (tj. razred 3 ddK_) bo proizvajal malvidin in bo modre barve. Vsak drug genotip bo povzročil rastline s turkiznim cvetjem.

Razmerje 9: 7 (podvojena recesivna epistaza)

V tem primeru je potrebna prisotnost vsaj enega dominantnega alela vsakega gena para, da se znak manifestira. Recimo, da so geni C in P. To je homozigotno recesivno stanje enega od genov para (cc o str) onemogoča manifestacijo značaja.

Z drugimi besedami, samo razred 9 C_P_ predstavlja vsaj en dominantni alel C in dominantni alel P. Da bi se lik manifestiral, morajo biti prisotni funkcionalni produkti obeh genov.

Ta interakcija je epistatična, ker pomanjkanje izražanja enega gena preprečuje manifestiranje drugega gena. Dvakrat je, ker je tudi vzajemnost resnična.

Klasičen primer tega primera je grah cvetja. Rastline CCpp in rastline ccPP Imajo bele rože. Hibridi CcPp križev med njimi predstavljajo vijolične rože.

Če se dva od teh dihibridnih rastlin prečkajo, bomo pridobili razred 9 C-P_, ki bo imel vijolične rože. Razredi 3 C_pp, 3 ccP_ in ccpp bodo beli cvetovi.

Drugi epistatični fenotipski razmerji

Od deleža, predlaganega v drugem Mendelovem zakonu, imamo še druge primere, ki jih je treba omeniti.

Pri spremenjenem razmerju 9: 4: 3 ga imenujemo recesivna epistaza za dober razlog. Če je gen homozigoten za recesivni gen, se izogiba izražanju drugega gena - tudi če je prevladujoč.

Za primer vzemite recesivno epistazo genotipa aa o genu B. Razred 9 je že priznan 9 A_B_. Za razred 4, za razred 1 aabb, jih je treba dodati z istim fenotipom, razredom 3 aaB_. Razred 3 bi bil razred 3 A_bb.

Pri epistatični interakciji podvojenih genov je opaženo fenotipsko razmerje 9: 6: 1. Vsi posamezniki razreda 9 A_B_ imajo vsaj en alel vsakega gena A o B. Vsi imajo enak fenotip.

Nasprotno, v razredih 3 A_bb in 3 aaBb obstajajo le dominantni aleli bodisi A ali B. V tem primeru obstaja tudi en sam in isti fenotip - vendar se razlikuje od drugih. Nazadnje, v razredu 1 ni prisotnega nobenega dominantnega alela nobenega od genov in predstavlja drug fenotip.

Morda je razred, ki najbolj zmede, ta, da prevladuje epistaza, ki kaže fenotipski delež 12: 3: 1. Tu prevladuje A (epistatična) nad B (hipostatično), zato se razred 9 A-B_ pridruži razredu 3 A_bb.

Fenotip B se bo manifestiral le, če A ni prisoten v razredu 3 aaB_. Dvakratni recesivni razred aabb ne bo pokazal fenotipa, povezanega z genom A / a niti z genom B / b.

Drugi epistatični fenotipski deleži, ki nimajo posebnega imena, so 7: 6: 3, 3: 6: 3: 4 in 11: 5.

Reference

  1. Brooker, R. J. (2017). Genetika: analiza in načela. McGraw-Hill visokošolsko izobraževanje, New York, NY, ZDA.
  2. Goodenough, U. W. (1984) Genetika. W. B. Saunders Co. Ltd, Pkiladelphia, PA, ZDA.
  3. Griffiths, A. J.F., Wessler, R., Carroll, S.B., Doebley, J. (2015). Uvod v genetsko analizo (11. izd.). New York: W. H. Freeman, New York, NY, ZDA.
  4. Miko, I. (2008) Epistaza: interakcija genov in učinki fenotipa. Narava Izobraževanje 1: 197. nature.com
  5. White, D., Rabago-Smith, M. (2011). Povezanost genotipov in fenotipov ter barva človeškega očesa. Journal of Human Genetics, 56: 5-7.
  6. .